(文章來源:創(chuàng)想三維)
瑞典查爾姆斯理工大學的研究人員用木基油墨成功地進行了3D打印,模仿了木材的獨特“超微結構”。這項研究可以徹底改變綠色產(chǎn)品的制造,通過仿效木材的天然蜂窩結構,能夠創(chuàng)造源自樹木具有獨特的性質的綠色產(chǎn)品 。
木材生長的方式由其遺傳密碼控制,這使其在孔隙度,韌性和扭轉強度方面具有獨特的性質。但木材在加工方面有局限性。木材與許多其他材料不同,通常無法選擇熔化或重塑木材等選項,而是必須鋸切,刨平或彎曲。在正常的傳統(tǒng)工藝范圍之外思考,查爾姆斯理工大學的團隊能夠提出新技術允許木材實際上通過3D打印介質生長成最終產(chǎn)品所需的形狀。除此之外,他們還添加了半纖維素,一種來自植物的天然成分,其作用類似于膠合劑。
最近有關Chalmers研究的新聞稿中有提到,“木材在轉換為制造紙張,卡片和紡織品等產(chǎn)品的過程會破壞木質細胞的基礎超微結構或結構。但是現(xiàn)在提出的新技術通過3D打印技術,實際上可以使木材生長成最終產(chǎn)品所需的形狀?!邦A先將木漿轉化為納米纖維素凝膠,成功地解釋和數(shù)字化木材的遺傳密碼。這意味著現(xiàn)在,在印刷過程中可以精確地控制纖維素納米纖絲的排列,以實際復制木材的理想超微結構。能夠管理方向和形狀意味著它們可以捕獲天然木材的有用特性。
隨著3D打印技術的發(fā)展,世界各地的研究人員、開發(fā)人員和制造商不斷研究各種材料,令人驚訝的是,有多少種不同類型的塑料,金屬,纖維,墨水等都可以用于創(chuàng)建復雜的幾何。即使是像木材一樣獨特的材料也已被用于數(shù)字木材和復雜紋理,輪胎技術以及木材作為塑料的更好替代品的創(chuàng)新。
通過這種新的超微結構,研究人員發(fā)現(xiàn)了使用木質復合油墨制作各種物品的潛力,包括:打包;衣服;家具;醫(yī)療保健和個人護理產(chǎn)品。一旦Chalmers的研究人員獲得了這些材料,他們就準備將項目提升到一個新的水平,因為他們開始使用墨水來“指導3D打印機”并創(chuàng)建一個展示木質纖維素優(yōu)點的結構。
“這是制造技術的突破。它使我們能夠超越自然界限,創(chuàng)造出新的可持續(xù)綠色產(chǎn)品。這意味著現(xiàn)在已經(jīng)基于森林的那些產(chǎn)品現(xiàn)在可以在更短的時間內進行3D打印。目前在3D打印中使用的金屬和塑料可以用可再生的,可持續(xù)的替代品替代,“Paul Gatenholm教授說道,他在查爾姆斯理工大學瓦倫堡木材科學中心領導了這項研究。
新技術開辟了一個全新的可能性領域。與天然木材相比,木質產(chǎn)品現(xiàn)在可以按照訂單進行設計和“種植” - 大大縮短了時間尺度。Paul Gatenholm的團隊已經(jīng)開發(fā)出一種創(chuàng)新包裝概念的原型。他們打印出蜂窩狀結構,在打印壁之間有腔室,然后設法將固體顆粒封裝在這些腔室內。纖維素具有優(yōu)異的氧氣阻隔性能,這意味著這可能是一種有前景的方法,用于為食品或藥品創(chuàng)造氣密包裝。
“以這種方式制造產(chǎn)品可以在資源和有害排放方面節(jié)省大量資金,”Gatenholm說?!跋胂笠幌?,例如,如果我們可以開始在當?shù)卮蛴“b,它將意味著替代當今的行業(yè),嚴重依賴塑料和生成二氧化碳的運輸。包裝可以按照訂單設計和制造,沒有任何浪費?!?/p>
“植物的原料是極其可再生的,因此原料可以在較長的太空旅行期間,或在月球上或火星上生產(chǎn)。如果你正在種植食物,可能會獲得纖維素和半纖維素,” Paul Gatenholm說。Gatenholm還設想了在太空中使用其材料和產(chǎn)品的潛力,研究人員已經(jīng)在歐洲空間局(ESA)的一個研討會上成功地展示。
(責任編輯:fqj)
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